Yapay Zekâ Tabanlı Hücre, Bilinmeyen Hücre Bileşenlerini Ortaya Çıkarıyor
Hücrenin yapısı ve bileşenleri, büyük ölçüde protein floresan görüntüleme ve protein biyofiziksel ilişkilendirme gibi yöntemlerle araştırılmıştır. UC SanDiego’dan araştırmacılar, daha önce bilinmeyen hücre bileşenlerini ortaya çıkararak hücrenin anlaşılmasını ilerletmek için mikroskopi, biyokimya ve yapay zekâ tekniklerini birleştirdi. Araştırmacılar, insan hücre mimarisinin birleşik bir hiyerarşik haritasını oluşturmak için BioPlex'teki afinite saflaştırmalarıyla İnsan Protein Atlasındaki immünofloresan görüntülerini entegre ettiler. Bunu yaparak, insan hücrelerinin anlaşılmasında ileriye doğru önemli bir sıçrama olabileceğini düşündükleri şeyi yaptılar.
UC San Diego Tıp Fakültesi ve Moores Kanser Merkezi'nde profesör olan Trey Ideker;"Bir hücre hayal ederseniz, muhtemelen hücre biyolojisi ders kitabınızdaki mitokondri, endoplazmik retikulum ve çekirdek içeren renkli diyagramı hayal edersiniz. Ama bütün hikâye bu mu? Kesinlikle hayır. Bilim adamları uzun zamandır bildiğimizden daha fazla bilmediğimiz şey olduğunu fark ettiler, ama şimdi sonunda daha derine bakmanın bir yolu var."dedi.
Çok ölçekli entegre hücre (MuSIC 1.0) olarak bilinen yeni geliştirilen harita, bir insanın böbrek hücre hattında bulunan ve yaklaşık yarısı daha önce görülmemiş olan 69 hücre altı sistemini çözüyor. Bir örnekte, harita, araştırmacıların rRNA olgunlaşmasını yönettiğini ve kromatinde SRRM1, FAM120C ve eklemede RPS3A için fonksiyonel roller gösterdiği, ribozom öncesi bir RNA işleme düzeneği ve yardımcı faktörlerini ortaya çıkardı.
İsveç, Stockholm'deki KTH Kraliyet Teknoloji Enstitüsü'nden PhD, Emma Lundberg'in de dahil olduğu ekip, yıllardır hücrelerin iç işleyişini haritalamakla ilgileniyordu. MuSIC, hücreyi doğrudan hücresel mikroskopi görüntülerinden haritalamak için derin öğrenmeyi kullanıyor.
Ideker laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi olan Yue Qin, "Bu teknolojilerin kombinasyonu benzersiz ve güçlü, çünkü çok farklı ölçeklerdeki ölçümler ilk kez bir araya getirildi." dedi.
Mikroskoplar, bilim adamlarının mitokondri gibi bazı organellerin boyutunu tek bir mikron seviyesine kadar görmelerini sağlar. Tek bir proteinle başlayan biyokimya teknikleri, bilim adamlarının nanometre ölçeğine inmelerini sağlıyor. Sözlerine devam eden Qin; "Fakat bu boşluğu nanometreden mikron ölçeğine nasıl kapatırsınız? Bu, biyolojik bilimlerde uzun zamandır büyük bir engel oldu. Görünüşe göre bunu yapay zekâ ile yapabilirsiniz, birden fazla kaynaktan gelen verilere bakarak ve sistemden bunları bir hücre modeline birleştirmesini isteyin."dedi.
Ekip, tüm verilere bakmak ve hücrenin bir modelini oluşturmak için MuSIC yapay zekâ platformunu eğitti. Sistem, kısmen konumlarının sabit olmaması nedeniyle, hücre içeriklerini ders kitabı diyagramı gibi belirli konumlara henüz eşleyemiyor. Bunun yerine, bileşen konumları akışkan ve hücre tipine ve durumuna göre değişiyor.
Ideker, bunun MuSIC'i test etmeye yönelik bir pilot çalışma olduğunu kaydetti. Sadece 661 proteine ve bir hücre tipine baktılar. İdeker, "Bir sonraki net adım, tüm insan hücresini patlatmak ve ardından farklı hücre tiplerine, insanlara ve türlere geçmek" dedi. Sonunda, sağlıklı ve hastalıklı hücreler arasındaki farkı karşılaştırarak birçok hastalığın moleküler temelini daha iyi anlayabiliriz.” dedi.
Kaynak:genengnews.com